(57)【要約】【課題】人力車両のための車輪が提供される。【解決手段】上記車輪は、フライホイール回転軸の周りに回転可能なフライホイールを有する。フライホイール駆動装置が、上記フライホイールの回転を制御する為に、そのフライホイールと係合するように配置される。制御ユニットが、上記フライホイール駆動装置に結合され、電子ユーザインターフェースを介して受信したユーザ入力と、少なくとも１つのセンサから受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、上記フライホイールの目標回転速度を決定し、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示するように構成される。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人力車両のための車輪であって、
フライホイール回転軸の周りに回転可能なフライホイールと、
前記フライホイールの回転を制御する為に、そのフライホイールと係合するように配置されたフライホイール駆動装置と、
前記フライホイール駆動装置に結合された制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットが、電子ユーザインターフェースを介して受信したユーザ入力と、少なくとも１つのセンサから受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、前記フライホイールの目標回転速度を決定し、前記フライホイールを前記目標回転速度で回転させるように前記フライホイール駆動装置に指示するように構成される、車輪。
【請求項２】
前記制御ユニットが、初期評価期間の間に前記モーションデータを受信した上で、前記フライホイールを前記目標回転速度で回転させるように前記フライホイール駆動装置に指示するように構成される、請求項１に記載の車輪。
【請求項３】
前記制御ユニットが、前記初期評価期間の間に受信した前記モーション指標と比較して、現在受信しているモーションデータを少なくとも部分的に評価することによって、前記目標回転速度を決定するように構成される、請求項２に記載の車輪。
【請求項４】
前記少なくとも１つのセンサが加速度計を備える、請求項１に記載の車輪。
【請求項５】
前記加速度計が、前記車輪の向き、速度、及び回転速度の内の少なくとも１つを判定するように構成される、請求項４に記載の車輪。
【請求項６】
前記少なくとも１つのセンサが方位センサを備える、請求項１に記載の車輪。
【請求項７】
前記制御ユニットが、前記目標回転速度を水平面に対して決定するように構成される、請求項１に記載の車輪。
【請求項８】
前記制御ユニットが、前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、前記目標回転速度を再決定するように構成される、請求項１に記載の車輪。
【請求項９】
前記制御ユニットが、前記目標回転速度及び前記モーションデータを、通信インターフェースを介して伝達するように構成される、請求項８に記載の車輪。
【請求項１０】
前記目標回転速度及び前記モーションデータが、リモートサーバに伝達される、請求項９に記載の車輪。
【請求項１１】
前記電子ユーザインターフェースが、前記ユーザ入力をモバイルコンピューティングデバイスから受信するように構成された、ネットワーク通信インターフェースである、請求項１に記載の車輪。
【請求項１２】
前記電子ユーザインターフェースが、物理的な制御機構に結合された電気回路である、請求項１に記載の車輪。
【請求項１３】
前記ユーザ入力が、ユーザが選択した安定性支援レベルを含む、請求項１に記載の車輪。
【請求項１４】
フライホイールを有する、人力車両のための車輪であって、
フライホイール回転軸の周りに回転可能なフライホイールと、
前記フライホイールの回転を制御する為に、そのフライホイールと係合するように配置されたフライホイール駆動装置と、
前記フライホイール駆動装置に結合された制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットが、少なくとも１つのセンサから受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて前記フライホイールの目標回転速度を決定し、前記フライホイールを前記目標回転速度で回転させるように前記フライホイール駆動装置に指示するように構成される、車輪。
【請求項１５】
請求項１〜１４項の何れか一項に記載の車輪を備える、人力車両。
【請求項１６】
フライホイールを制御する方法であって、
電子ユーザインターフェースを介して受信されるユーザ入力を受信すること、
少なくとも１つのセンサからモーションデータを受信すること、
前記受信したユーザ入力及び前記受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて、前記フライホイールの目標回転速度を決定すること、及び、
前記フライホイールを前記目標回転速度で回転させるように前記フライホイール駆動装置に指示すること、を含む方法。
【請求項１７】
前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、前記目標回転速度を再決定すること、を更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フライホイールを制御する方法であって、
少なくとも１つのセンサからモーションデータを受信すること、
前記受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて、前記フライホイールの目標回転速度を決定すること、及び、
前記フライホイールを前記目標回転速度で回転させるように前記フライホイール駆動装置に指示すること、を含む方法。
【請求項１９】
前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、前記目標回転速度を再決定すること、を更に含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
人力車両のための車輪であって、
前記車輪の断面形状の内側に配置されたラウドスピーカと、
前記車輪の前記断面形状の内側に配置された音声信号ユニットにおいて、音声を発生させる為に前記ラウドスピーカに結合された音声信号ユニットと、を備える車輪。
【請求項２１】
前記ラウドスピーカが、前記車輪の車軸と前記車輪のリム部分の間に延びるリム支持部材に解放可能に結合される、請求項２０に記載の車輪。
【請求項２２】
前記ラウドスピーカが、前記リム支持構造体の陥凹部の内側に配置され、前記車輪が更に、
前記陥凹部の内側にある前記ラウドスピーカを覆うカバーを備え、前記カバーが、前記音声信号ユニットに結合されたユーザインターフェースを有する、請求項２０に記載の車輪。
【請求項２３】
前記音声信号ユニットが、音声制御命令を無線で受信するための無線通信インターフェースを有する、請求項２０に記載の車輪。
【請求項２４】
請求項２０〜２３の何れか一項に記載の車輪を備える、人力車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１６年９月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／４０１，７９０号、及び２０１６年９月２９日に出願された米国仮特許出願第６２／４０１，７９８号の利益を主張し、その両方の内容の全体を参照によりここに援用する。
【０００２】
本明細書は一般に車両に関する。詳細には、以下の内容は人が運転する車両のための車輪、及びそれを使用した、人が運転する車両に関する。
【背景技術】
【０００３】
自転車、又は人が運転する他の同様の車両の乗り方を覚えるというのは、年少の子供達（年上の子供達も若干）が直面する試練である。同様に、安定性を維持する為に継続的な支援を必要とする障害者にとって、或いはサイクリングに対する適性を失っているかバランス感覚が衰えている高齢者又は他の人々にとっても、自転車に乗ることは困難なことであり得る。
【０００４】
これから自転車に乗ろうという人は、力の釣り合い、重力、トルク、慣性及び運動量からなる複雑なニュートン力学の諸原理が基本的にどういったものであるかということをさらに意識していかなければならない。支配的な速度と回転半径に対して重心の位置を絶えず調整することによって初めて、どんな距離でも自転車に乗ってうまく進むことが出来る。立った姿勢から自転車をこぎ始めるのは、バランスの維持に必要な前進速度がまだ確立されていないため、特に難題である。同様に、初心者にとって方向転換は、自転車と乗り手の重心の位置が急激に移動し、制御が難しくなり得るため難しい。初心者が自転車の車輪にジャックナイフ現象を引き起こし、それによって自転車と乗り手の両方が転倒することは珍しいことではない。
【０００５】
子供達に自転車の基本的な力学を経験させることによって乗る準備をさせるための、従来から行われている通常の手法は、補助輪を使用するものである。簡単に言うと、補助輪は、典型的には、取り外し可能なブラケットによって後車軸に取り付けられた、硬質ゴム／プラスチック製の１対の径の小さい車輪である。しかしながら、補助輪は、実際の、制限を受けていない自転車の動きをシミュレートしていないため、不適切である。乗り手は、体重操作によるバランスの取り方を実際に習得するのではなく、補助輪によって、その補助輪に頼ったバランスの取り方を誤って教えられる。更に、補助輪は、乗り手が方向転換時にバンクするのを妨げ、乗り手に悪い習慣を強いる。
【０００６】
特許文献１は、２輪車両（典型的には小型の人力自転車）のための安定化システム及び方法を開示している。このシステムは、自転車に共通した如何なる種類の動き（バンク、傾斜等）についても乗り手に制限を加えずに、方向転換及びその他の操縦中に、より一層の安定性をもたらす。したがって、速度が比較的遅い時やこぎ始めであっても、意図せずバンク即ち傾斜する（潜在的に転倒につながる）可能性が低くなる。所定の質量値と径方向の質量分布を有する回転質量体が、任意選択で前車軸と同軸に設けられる。この質量体は、前輪の回転に対して惰性回転するようにベアリングに支持される。したがって、上記質量体は、前輪よりもかなり速く回転するように誘導され、それによって前輪の車軸の周りにジャイロ効果を発生させ得る。このジャイロ効果は、乗り手による車輪の操縦に影響を及ぼす。歳差運動のため、車輪は、自転車による如何なる過度なバンクにも追従する傾向を有し、乗り手が、意図しない傾斜から「解放されて操縦」出来るようにする。同様に、ジャイロ効果は、過度なハンドル操作を実行する乗り手の能力を制限し、それによってジャックナイフの動きを防止する。
【０００７】
上記質量体はベアリングに取り付け可能であり、ベアリングそれ自体は自転車の車輪の中心ハブを覆って取り付けられる。上記自転車の車輪は、ねじ付きの車軸に従来通りに取り付けられ、この車軸は、対向するナットによってフロントフォークに取り付けられる。この実施形態の質量体は、動力が供給されておらず、乗り手が乗車を開始するときに、最初に、助力者（大人）の操作によって強制的に回転させられる。この質量体は、様々な恒久的に取り付けられた機構及び／又は取り外し可能な機構を使用して、回転するよう付勢され得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第２００７／００５２８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
自転車の前輪又は後輪に回転質量体即ち「フライホイール」を収容すると、安定性等の利益が得られることが最近分かった。フライホイールは、乗り方を習得中の人又は継続的な乗車支援を必要とする人にとって有益な安定化力を生み出す。かかる従来技術のフライホイールの、安定化力を生み出す動作に対する制御は、フライホイールをオン／オフに切り換える単純な事例であったり、せいぜい簡単な多段速度制御手段であったりした。かかる限定的な制御では、場合によっては進み方が一定せず、それによって乗り手が不快になったり、まごついたりする可能性がある。
【００１０】
従来、車輪は、支持構造体に加え、車両のドライブトレイン又はステアリングの機構の一部分だけを有している。
【００１１】
自転車や三輪車等の人力車両は、その性質上、音楽であれ声であれ、音を出さないか、音の生成又は再生が出来ない。自転車の車輪から音を発生させる為に、子供達が車輪のスポークの間に、例えばカード片又はプラスチック材料片等のアイテムを挿入することが知られている。かかる手段によって生成された音は、一般に単調で反復的であり、すぐにつまらない音に聞こえるようになる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一態様では、人力車両のための車輪が提供され、上記車輪は、フライホイール回転軸の周りに回転可能なフライホイールと、上記フライホイールの回転を制御する為に、そのフライホイールと係合するように配置されたフライホイール駆動装置と、上記フライホイール駆動装置に結合された制御ユニットと、を備え、上記制御ユニットが、電子ユーザインターフェースを介して受信したユーザ入力と、少なくとも１つのセンサから受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、上記フライホイールの目標回転速度を決定し、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示するように構成される。
【００１３】
上記制御ユニットは、初期評価期間の間に上記モーションデータを受信した上で、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示するように構成され得る。
【００１４】
上記制御ユニットは、上記初期評価期間の間に受信した上記モーション指標と比較して、現在受信しているモーションデータを少なくとも部分的に評価することによって、上記目標回転速度を決定するように構成され得る。
【００１５】
上記少なくとも１つのセンサは加速度計を備え得る。
【００１６】
上記加速度計は、上記車輪の向き、速度、及び回転速度の内の少なくとも１つを判定するように構成され得る。
【００１７】
上記少なくとも１つのセンサは方位センサを備え得る。
【００１８】
上記制御ユニットは、上記目標回転速度を水平面に対して決定するように構成され得る。
【００１９】
上記制御ユニットは、前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、上記目標回転速度を再決定するように構成され得る。
【００２０】
上記制御ユニットは、上記目標回転速度及び上記モーションデータを、通信インターフェースを介して伝達するように構成され得る。上記目標回転速度及び上記モーションデータは、リモートサーバに伝達され得る。
【００２１】
上記電子ユーザは、上記ユーザ入力をモバイルコンピューティングデバイスから受信するように構成された、ネットワーク通信インターフェースであり得る。
【００２２】
上記電子ユーザインターフェースは、物理的な制御機構に結合された電気回路であり得る。
【００２３】
上記ユーザ入力は、ユーザが選択した安定性支援レベルを含み得る。
【００２４】
他の態様では、フライホイールを有する、人力車両のための車輪が提供され、上記車輪は、フライホイール回転軸の周りに回転可能なフライホイールと、上記フライホイールの回転を制御する為に、そのフライホイールと係合するように配置されたフライホイール駆動装置と、上記フライホイール駆動装置に結合された制御ユニットと、を備え、上記制御ユニットが、少なくとも１つのセンサから受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて上記フライホイールの目標回転速度を決定し、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示するように構成される。
【００２５】
他の態様では、上述の車輪を備える、人力車両が提供される。
【００２６】
他の実施形態では、フライホイールを制御する方法が提供され、上記方法は、電子ユーザインターフェースを介して受信されるユーザ入力を受信すること、少なくとも１つのセンサからモーションデータを受信すること、上記受信したユーザ入力及び上記受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて、上記フライホイールの目標回転速度を決定すること、及び、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示すること、を含む。
【００２７】
上記方法は更に、前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、上記目標回転速度を再決定することを含み得る。
【００２８】
他の態様では、フライホイールを制御する方法が提供され、上記方法は、少なくとも１つのセンサからモーションデータを受信すること、上記受信したモーションデータに少なくとも部分的に基づいて、上記フライホイールの目標回転速度を決定すること、及び、上記フライホイールを上記目標回転速度で回転させるように上記フライホイール駆動装置に指示すること、を含む。
【００２９】
上記方法は更に、前に設定した目標回転速度とその後受信したモーションデータとに少なくとも部分的に基づいて、上記目標回転速度を再決定することを含み得る。
【００３０】
他の態様では、人力車両のための車輪であって、上記車輪の断面形状の内側に配置されたラウドスピーカと、上記車輪の上記断面形状の内側に配置された音声信号ユニットにおいて、音声を発生させる為に上記ラウドスピーカに結合された音声信号ユニットと、を備える車輪が提供される。
【００３１】
上記ラウドスピーカは、上記車輪の車軸と上記車輪のリム部分の間に延びるリム支持部材に解放可能に結合され得る。
【００３２】
上記ラウドスピーカは、上記リム支持構造体の陥凹部の内側に配置可能であり、上記車輪は更に、上記陥凹部の内側にある上記ラウドスピーカを覆うカバーを備え、上記カバーは、上記音声信号ユニットに結合されたユーザインターフェースを有する。
【００３３】
上記音声信号ユニットは、音声制御命令を無線で受信するための無線通信インターフェースを有し得る。
【００３４】
他の態様では、上述の車輪を備える、人力車両が提供される。
【００３５】
本明細書に記載の実施形態をよりよく理解し、それらがどのように実施され得るかをより明確に示す為に、次に、添付の図面を単なる例として参照する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態による安定化システムを内部に有する前輪を備えた自転車の側面図である。
【図２】図１の前輪の分解側面図である。
【図３】内側チューブとタイヤを取り外した後の、図１の前輪の一方の側から見た斜視図である。
【図４】図３の前輪のもう一方の側の斜視図である。
【図５】図３の車輪の５−５に沿った部分断面概略図である。
【図６】制御ユニットが電子装置区画に配置された状態の、図２〜５の車輪の図である。
【図７】図２の電子装置区画カバーの詳細図である。
【図８】図２の車輪のフライホイール制御システムの様々な構成部品の概略図である。
【図９】図２のフライホイールの目標回転速度を決定する方法のフローチャートである。
【図１０】図１の車両の音声システムの様々な構成部品とその動作環境の概略図である。
【図１１】車両サウンドシステムの様々な構成部品の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
説明を簡単且つ明確にする為に、適切とみなされる場合には、対応する要素又は類似の要素を示す為に、各図の間で参照番号を繰り返すことがある。更に、本明細書に記載の実施形態の完全な理解を可能にする為に、多数の具体的な細部が記載されている。しかしながら、本明細書に記載の実施形態は、これらの具体的な細部無しに実施され得ることが当業者には理解されよう。その他の事例においては、本明細書に記載の実施形態を曖昧にしない為に、既知の方法、手順、及び構成部品について詳細に説明していない。また、この説明は、本明細書に記載の実施形態の範囲を限定するものとみなされるべきではない。
【００３８】
本明細書の説明の全体にわたって使用される様々な用語は、文脈がそうではないことを示さない限り、以下のように読まれ理解され得る。つまり、全体にわたって使用される「又は」は、「及び／又は」と書かれている場合と同様に包括的であり、全体にわたって使用される単数形の冠詞及び代名詞は、それらの複数形を含み、逆もまた同様であり、同様に、性別を有する代名詞は、それとは別の性の代名詞を含み、したがって代名詞は、本明細書に記載の如何なるものも、単一の性による使用、実装、実施などに限定するものとして理解されるべきではなく、「例示的（exemplary）」は、「例示的（illustrative）」又は「例示的（exemplifying）」として理解されるべきであり、必ずしも他の実施形態よりも「好ましい」として理解されるべきではない。更に、用語の定義が本明細書に記載され得るが、本明細書の説明を読むと分かるように、こういった定義はその用語の前後の事例に適用され得る。
【００３９】
一実施形態による安定化システムを有する自転車１００が、図１に示されている。この自転車１００は、特に小さな子供に適した特定のサイズ及び様式の人力２輪車両の例である。本明細書で使用される「自転車」という用語は、本明細書で説明する前輪のジャイロ安定化効果から恩恵を受けるはずの、任意のタイプの２輪車両（特定の動力付き車両を含む）を示すことを意図している。
【００４０】
自転車１００は、前輪の内部にフライホイールを含み、このフライホイールは、所望に応じて容易に取り外し／再配置することが出来る。上記フライホイールを使用すると、経験の浅い乗り手のバランスと方向転換を支援することが出来る。ユーザが乗り方を習得した後や、十分に訓練された大人がフライホイールによって提供される安定性を必要としていない時、フライホイールの重量が不要な時がある。フライホイールを取り外すことによって、自転車全体が軽量化され、ユーザ及び自転車のパフォーマンスが高まる。本明細書で使用する限りでは、「フライホイール」は、その慣性モーメントによって回転速度の変化に抵抗する為に使用される任意の回転質量体を意味する。フライホイールはディスク形、又は他の任意の適当な設計にし得る。
【００４１】
自転車１００は自転車フレーム１０４を含み、自転車フレーム１０４は、典型的には互いに接合された一組の管状部材で構成される。上記管状部材は、典型的には鋼鉄、アルミニウム、又はチタン等の金属で作られるが、炭素繊維、成形プラスチック等の他の材料でも構成され得る。自転車フレーム１０４のヘッドチューブ１０８は、両端が開口しており、ステアリング組立体１１６に結合されたフロントフォーク組立体１１２を回転可能に受ける。ステアリング組立体１１６とフロントフォーク組立体１１２は結合され、その結合は、ステアリング組立体１１６がステアリング軸ＳＡ（即ちヘッドチューブ１００８の孔と同軸）の周りで回転するとフロントフォーク組立体１１２も回転するようになっている。ステアリング組立体１１２は、典型的には乗り手が把持するための握りを有する１対のハンドルバー１２０を含む。前輪１２４は、フロントフォーク組立体１１２のフォーク端１２６に回転可能に結合される。
【００４２】
後輪組立体１２８が、フレーム１０４に取り付けられ、チェーン１３２によって駆動される。チェーン１３２は、ペダルクランク組立体１３６に動作するように接続される。シート１４０が自転車フレーム１０４に結合され、その位置は、乗り手がそのシートに座わり、ペダルクランク組立体１３６のペダルを自分の足で操作し、ステアリング組立体１１６を回転させることによって前輪１２４を操縦することが可能になるようになっている。
【００４３】
自転車１００は、乗り手がその重心を車輪の上に保つようにハンドルバー１２０を介して操縦することによって、直立したまま前進する。車輪の上に自分の重心を維持しながらのペダル操作とハンドル操作の連係を実現する為に、乗り手は練習する必要がある。更に、自転車１００と乗り手の合成重心をうまく誘導するために、乗り手はその合成重心が傾斜して方向転換するように、傾斜して方向転換しなければならない。この傾斜は、カウンタステアリングとして知られている方法によって引き起こされる。カウンタステアリングは、乗り手が手でハンドルバー１２０を回転させることによって直接的に、又は自転車１００を傾斜させることによって間接的に実施出来る。一般的な初心者による、自転車の乗り方を習得中の誤りは、オーバステアすること、即ち前輪１２４を回転させ過ぎることである。その結果、自転車の前方への運動量が自転車を回転の外側に引っ張るように作用して、乗り手と自転車がバランスを崩し転倒する可能性がある。
【００４４】
「ぐらつき」即ち不安定性は、ピッチ軸、ロール軸又はヨー軸の内の任意の１つ又は複数の軸の周りの不安定な動きを意味する。自転車等の人力車両の乗り手のぐらつき即ち不安定性は、上述の軸の１つ又は複数に対する車輪の位置及び／又は向きによって決まる。
【００４５】
乗り手が自転車１００の操縦の仕方を習得するのを支援する為に、自転車１００は安定化システムを備える。
【００４６】
図２は、車軸１４４と同軸の共通の横軸、即ち前輪１２４の回転軸ＲＡに沿って分解した前輪１２４を示している。前輪１２４は第１のリム支持部材１４８を有し、第１のリム支持部材１４８は、車軸１４４に回転可能に取り付けられるハブ部分１５０を有する。更に、第１のリム支持部材１４８は、そのハブ部分１５０から隔置されたリム部分１５２を有し、リム部分１５２は、タイヤ１５６及び内側チューブ１６０を支持する。
【００４７】
第１のリム支持部材１４８は、フライホイール区画１６８及び電子装置区画１７２の、少なくとも一部分を画成するように構成され、フライホイール区画１６８は、第１のリム支持部材１４８の第１の側面に開口し、電子装置区画１７２は、上記第１の側面と反対側の第２の側面に開口する。電子装置区画１７２は環状の形状を有し、内側第１リム支持部材部分１７６によって画成されたハブ部分１５０の近傍且つ周囲に位置する。
【００４８】
これを実現する為に、第１のリム支持部材１４８は、図５に示すようにＳ字形の断面を有する。
【００４９】
次に図１〜５を参照すると、リブ１８４が、ハブ部分１５０から径方向外向きに、電子装置区画１７２の内側にある内側第１リム支持部材部分１７６に沿って延びる。更に、リブ１８８が、内側第１リム支持部材部分１７６から径方向外向きに、フライホイール区画１６８の内側にある外側第１リム支持部材部分１８０に沿って延びる。リブ１８４、１８８は、内側第１リム支持部材部分１７６及び外側第１リム支持部材部分１８０と、一体的に形成される。更に、リブ１８４、１８８は、乗り手が自転車１００に乗っているときに径方向に圧縮するように作用する前輪１２４が受ける荷重力に対抗するように、第１のリム支持部材１４８を補強する。この実施形態では一体的に形成されたリブが使用されるが、他の実施形態では、リブは内側第１リム支持部材部分１７６及び外側第１リム支持部材部分１８０に固定されてもよく、或いは厚肉部分や、様々な材料の添加等、他のタイプの補強材が使用されてもよい。
【００５０】
第１のリム支持部材１４８のリム部分１５２、外側第１リム支持部材部分１８０、内側第１リム支持部材部分１７６、及びハブ部分１５０は一体的に形成される。このようにして、第１のリム支持部材１４８は、前輪１４４の主荷重支承要素を成す単一の構造要素として形成される。第１のリム支持部材１４８は、成形又は鋳造、或いは材料の単一ビレットからの機械加工によって形成され得る。好ましい製造方法では、第１のリム支持部材１４８はポリアミドから作られ、成形によって形成される。ただし、任意の適当な材料が使用され得ること、又は第１のリム支持部材１４８は複数の要素で構成され得ることが理解されよう。
【００５１】
第１のリム支持部材１４８のハブ部分１５０はベアリング１９０に取り付けられ、ベアリング１９０は車軸１４４に取り付けられ、それによって第１のリム支持部材１４８が車軸１４４の周りに自在に回転することが可能になる。
【００５２】
取り外し可能なフライホイール１９２が、そこから延びるハブ部分１９６を有し、第１のリム支持部材１４８に隣接して、入れ子状に配置される。ハブ部分１９６は、第１のリム支持部材１４８のハブ部分１５０の孔の内側に嵌合する外径を有する。ハブ部分１９６と車軸１４４の間にあるベアリング２００が、車軸１４４に対するフライホイール１９２の自在な回転を可能にする。車軸１４４に沿ったハブ部分１９６の軸方向の移動は、クリップ２０４、又はナット等の他の適当な保持手段によって制限される。
【００５３】
フライホイール１９２は、ハブ部分１９６に隣接する表面上に、その周縁に沿って歯を有する歯付き環状突出部２０８を有する。
【００５４】
電子装置区画１７２は、フライホイール駆動装置及び制御手段を収容する。具体的には、電気モータ２１２が、モータマウント２１６を介して第１のリム支持部材１４８の内側第１リム支持部材部分１７６に取り付けられる。電気モータ２１２は駆動シャフト２２０を回転可能に駆動し、駆動シャフト２２０は、第１のリム支持部材１４８にある開口を通ってフライホイール区画１６８内に延びる。フライホイール係合ギア２２４が、フライホイール区画１６８の内側にある駆動シャフト２２０の遠位端に固定される。フライホイール係合ギア２２４は、フライホイール１９２上にある歯付き環状突出部２０８の周囲の歯に対応する歯を有し、フライホイール１９２と係合して駆動するように配置される。１対のバッテリ２２８が、電気モータ２１２に電力を提供する。
【００５５】
電気モータ２１２及びバッテリ２２８に加えて、使用中のフライホイール１９２の電力供給／制御の為に使用される、ハードウェア、回路、監視電子装置及びコントローラ等、関連する補助的な構成部品と、音声ラウドスピーカ２３２とが、電子装置区画１７２に収容されており、この音声ラウドスピーカ２３２によって、音声信号生成器２３４からの、フライホイール１９２の取り付け／取り外しプロセスのための音声命令が、ユーザに提供される。ラウドスピーカ２３２は、偶発的な水による損傷の可能性を低減する為に、耐水性又は防水性であることが好ましい。音声信号生成器２３４は、音声信号を生成するための任意の特定のタイプのデバイスであり得て、この音声信号を、ラウドスピーカ２３２が音楽、声、サウンド等の音声に変換する。音声信号生成器２３４は、音声信号データが記憶されるストレージに結合される。音声信号生成器２３４はまた、音声信号データを送受信し、音声信号生成／再生のためのコマンドを受信する為に、スマートフォン、リモコン、リモートサーバ等の他のコンピューティングデバイスと通信するための、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）モジュール等の無線通信モジュールに結合される。かかる関連ハードウェア、回路及びコントローラと、監視電子装置、ラウドスピーカは、モジュール即ち制御ユニット２３６の一部分を形成し得る。
【００５６】
一実施形態では、音声信号生成器２３４は、車輪１２４及び／又は自転車１００の傾き、移動、速度及び方向を感知出来る半導体加速度計等を含み、並びに／或いは、かかる入力を適当なソースから取得し、これらの入力に基づいて、ラウドスピーカを介して再生され得る、乗り手の動作を解釈したものである合成音楽トラックを生成且つ／又はメモリに記録する能力を含む。他の実施形態では、方位センサが使用される。
【００５７】
音声信号生成器２３４、記憶された音声信号データ、及びラウドスピーカ２３２は、「車輪サウンドシステム」と呼ばれる。
【００５８】
制御ユニット２３６は、バッテリ２２８を介して電力を供給されるが、幾つかの実施形態では別個のバッテリを設けることが望ましいこともあり得る。
【００５９】
電気モータ２１２は、車輪１２４の表面に位置する物理的な制御スイッチ２３８を介して作動するが、別法として、上記第１のカバーを上記第１のリム支持部材に固定するロック機構への有線接続、及び上記ロック機構への無線接続によっても作動し得る。
【００６０】
第２のリム支持部材２４４が、ハブ部分２４５を有し、ハブ部分２４５は、ベアリング１９０を介して車軸１４４に回転可能に取り付けられる。
【００６１】
第２のリム支持部材２４４は、その第２のリム支持部材２４４と第１のリム支持部材１４８によって画成されたフライホイール区画１６８の内側に、フライホイール１９２を封入し密閉するように寸法決めされる。これは、フライホイール１９２へのアクセスを制限するためである。フライホイール区画１６８は、周縁部が肉厚になった皿状の形状を有し、車軸１４４から径方向外向きに電子装置区画１７２を超えて、外側第１リム支持部材部分１８０によって画成されたリム部分１５２に向かって延びる。第２のリム支持部材２４４のハブ部分２４５は、ベアリング２４６を介して解放可能且つ回転可能に車軸１４４に取り付けられる。第２のリム支持部材２４４は放物面の形状をしており、その周縁部に沿って円形周縁リップ２４７を有する。円形周縁リップ２４７は、リム部分１５２の縁部に沿って、保持壁２４８の内側にぴったりと嵌合し当接する。ナット２４９が車軸１４４にねじ込まれて、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に対して軸方向に圧縮する。第２のリム支持部材２４４が圧縮されると、円形周縁リップ２４７が保持壁２４８に押し付けられて、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に対して固定する。第２のリム支持部材２４４の放物面形状は、軸方向の圧縮中における変形に抵抗するように作用する。更に、この形状によって、第１のリム支持部材１４８と第２のリム支持部材２４４の間に画成されるフライホイール区画１６８の内側に、空間を追加することが可能になる。
【００６２】
この実施形態では、保持壁２４８の形の保持機構が使用されているが、他の実施形態では、他の保持機構が使用され得る。例えば、リム部分１５２に隣接して第１のリム支持部材１４８の周縁部の周囲に隔置された、その第１のリム支持部材１４８から突出する保持ポストが使用され得る。
【００６３】
更に、一組の径方向と周方向のリブが、第２のリム支持部材２４４を更に補強する為に、その内面に形成される。
【００６４】
第２のリム支持部材２４４は更に、その周縁部にある一組の周縁貫通孔２５６を貫いて延びる一組のねじ２５２を介して、第１のリム支持部材１４８に固定される。第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する為にねじが使用されているが、ボルト、クリップ等、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する他の任意の適当な手段が使用され得る。更に、第２のリム支持部材２４４は、円形周縁リップ２４７を保持壁２４８に押し付ける軸方向の圧縮と、ねじ２５２との両方によって、第１のリム支持部材１４８に固定されているが、他の実施形態では、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に固定するための手法は、どちらか一方だけで十分であり得ることが理解されよう。
【００６５】
好都合なことには、第２のリム支持部材２４４は観察開口２６０を備え、観察開口２６０は、第２のリム支持部材２４４が第１のリム支持部材１４８に固定されたときに、ユーザがフライホイール１９２を観察するのを可能にする、少なくとも幾分透明な挿入体２６４を有する。このようにして、ユーザはフライホイール１９２の存在を視覚的に確認出来、フライホイール１９２が回転しているかどうかを判定出来る。このフライホイール１９２が回転しているかどうかを判定する能力は、フライホイール１９２を剥き出しにする為に第２のリム支持部材２４４を取り外すことが安全かどうかを、ユーザが確認するのに役立つ。少なくとも幾分透明な挿入体２６４は、不透明でも透明でもよい。
【００６６】
電子装置区画カバー２６８が、電気モータと、バッテリ２２８やラウドスピーカ２３２、制御ユニット２３６等の他の電子構成部品とを封入し密閉するように寸法決めされる。これは、こういった電子部品を、各要素からと、偶発的な又は故意による損傷から保護し、更にその電子部品自体から、人々や動物を保護するためである。電子ディスクカバー２６８はまた、電子装置区画１７２の内側に空間を追加することを可能にし、電子装置区画カバー２６８に構造的な強度をもたらす為に、放物面の形状をしている。更に、一組の径方向と周方向のリブが、電子装置区画カバー２６８を更に補強する為に、第２のリム支持部材２４４の内面に形成される（図示せず）。電子装置区画カバー２６８の中心開口が、車軸１４４に嵌合することが可能になるように寸法決めされる。
【００６７】
電子装置区画カバー２６８は、車軸１４４に配置された後、ナット２７２をその車軸１４４にねじ込むことによって、第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定される。電子装置区画カバー２６８は、その周縁部の周囲が電子装置区画１７２の外周と接触することによって、上記周縁部の周囲において略均等に、第１のリム支持部材１４８、したがって車輪１２４に、構造的な強度及び剛性をもたらすことが可能になる。この実施形態では、電子装置区画カバー２６８は、車軸１４４に取り付けられるナット２７２によって、第１のリム支持部材１４８に固定されるが、ねじ、ボルト、クリップ等、電子装置区画カバー２６８を第１のリム支持部材１４８に解放可能に固定する他の任意の適当な手段が使用されてもよい。
【００６８】
上記車輪組立体１２４により、その電子装置区画１７２に収容された電子構成部品を露出させることなく、フライホイール１９２を取り外したり、元に戻したりすることが可能になる。それによって、電子構成部品と、フライホイール１９２を取り外す人との両方が保護される。
【００６９】
フライホイール１９２を車輪１２４から取り外すには、ナット２４９を緩めて車軸１４４から取り外し、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８に固定しているねじ２５６を取り外す。ナット２４９及びねじ２５６を取り外すことによって、第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８から分離することが可能になる。次にベアリング２４６を車軸１４４から取り外す。ベアリング２４６を取り外すと、フライホイール１９２をフライホイール区画１６８から引き出すことが出来、それによってフライホイール１９２を、モータ２１２に結合されたギア２２４から解放出来る。フライホイール１９２を引き出すと、ベアリング２４６を車軸１４４上に再配置出来る。次に、第２のリム支持部材２４４をベアリング２４６の上に配置し、第１のリム支持部材１４８に再固定して、フライホイール区画１６８を再び閉じることが出来る。ナット２４９を車軸１４４に再び取り付けて、車輪１２４に構造的な剛性をもたらし、第２のリム支持部材２４４をその周縁部の周囲で第１のリム支持部材１４８に固定する。
【００７０】
フライホイール１９２を車輪組立体１２４の内側に再び配置するプロセスは、フライホイール１９２をベアリング２００上に再び取り付けること以外は、同様のステップをたどる。
【００７１】
したがって、車輪１２４及び自転車１００は、フライホイール１９２が取り付け又は取り外しされるように容易に適合され得る。このモジュール式の配置により、タイヤ１５６を取り外す必要なしに、リム支持体の一部分を取り外すことで、フライホイール１９２を取り外すことが可能になる。更に、この取り外しは、車輪１２４の上記構造により、車輪組立体１２４の電子部品を剥き出しにすることもなく、その電子部品に対して身を曝すこともなく、実行することが可能になる。
【００７２】
第１のリム支持部材１４８及び第２のリム支持部材２４４は、定位置に固定されると、車軸１４４上にタイヤ１５６を支持するための、安定した車輪構造を提供する。第２のリム支持部材２４４を第１のリム支持部材１４８にそれらの周縁部に沿って固定し、それらを車軸１４４に、その軸に沿った軸方向の移動を制限した状態で結合すると、人又は他の物体がフライホイール１９２と接触するのを防ぐ為に、フライホイール区画１６８を密封することが可能になる。
【００７３】
同様に、ナット２７２を車軸１４４から外してから、電子装置区画カバー２６８を取り外すことによって、バッテリ２２８の交換が可能になり、或いはモータ２１２と、制御ユニット２３６等の他の電子構成部品の整備が可能になる。
【００７４】
図６は、電子装置区画カバー２６８が取り外された状態の車輪１２４を示している。図から分かるように、制御ユニット２３６は、電子装置区画１７２の内部に配置される。制御ユニット２３６は、中央処理装置（「ＣＰＵ」）／メモリ（図示せず）を含み、これは、フライホイール１９２によってもたらされる安定性と、それに関連する安定化ジャイロ力を制御する為に、出力をインテリジェントに提供するように適合されている。制御ユニット２３６はまた、車輪１２４及び／又は自転車１００の傾き、移動、速度及び方向を感知出来る半導体加速度計等の追加の構成部品、及び／又は、適当なソースからかかる入力を取得する能力を含む。
【００７５】
図７は、電子装置区画カバー２６８を詳細に示している。電子装置区画カバー２６８上の例示的なボタン２７８が、フライホイール１９２を駆動して、車輪１２４にジャイロによる安定化をもたらすために、ユーザがモータ２１２の動作を起動し得る入力手段を提供する。ラウドスピーカは、オン／オフスイッチ（例えば、制御ユニット２３６の電子装置区画カバー２６８上のボタン２７２）によって制御されるが、上記車輪が取り付けられている車両のユーザに使用されないこともあり得る。選択ボタン２７４及び音量コントロールボタン２７６もまた、ラウドスピーカ２３２に関連して設けられる。
【００７６】
ＣＰＵ／メモリは、含まれているが、自転車１００の乗り手に必要とされないこともあり得る。というのは、ＣＰＵ／メモリが故障している、又は単に所望されていない場合には、フライホイール１９２が、単純な１段速又は多段速インターフェースを利用する「フォールバック」モードで動作し得るからである。ＣＰＵ／メモリは、様々な信号生成器から入力を受信し、評価を行う為に計算を実行し、フライホイール１９２の回転速度を制御する（即ち、同速度に保つ又は変更する）為に出力を生成する、システムを備える。上記信号生成器は、加速度計、歪みゲージ、温度計及びその他の信号生成器を含むが、これらに限定されない。この実施形態では、上記インテリジェント制御システムを構成するＣＰＵ／メモリは、車輪１２４の電子装置区画１７２の内側に取り付けられて提供される制御ユニット２３６の内部に含まれるものと説明されているが、車輪１２４の外部に、又は車輪１２４から遠隔に、収容され得ることが理解されよう。
【００７７】
ＣＰＵが監視による入力及びユーザ入力に基づいてフライホイール１９２の適切な回転速度を決定するために実行する、ＣＰＵ且つ機械で実行可能な命令は、１つのデバイス、複数のデバイス、ネットワーク又はインターネットへの有線、無線又はその他の接続によって、リロード及び／又はアップグレードの為に、更新され得る。
【００７８】
ＣＰＵとそのメモリは、１つのデバイス、複数のデバイス、ネットワーク又はインターネットに対して、有線、無線又はその他の接続によって相互にアクセスし得る。その目的は、データの取得、データの送信、又は他のデバイスとの相互運用であり、相互運用はその性質上、他のコンピュータ処理、サービス及び問題判別を含むが、これらに限定されない。
【００７９】
上記ＣＰＵ、それに関連するプログラミング又はアルゴリズム、そのメモリ及び関連機能は、日常的な操作、或いは理学療法の設定や作業療法の設定、障害者訓練の設定等の、ただしこれらに限定されない管理された環境での操作の目的で、様々なデバイスによって起動され得る。こういったデバイスは、有線及び無線の専用コントローラ及びリモコンから、スマートフォン、タブレットコンピュータ及びラップトップに常駐するアプリケーションに及ぶ。
【００８０】
図８は、上記システム内のデータの流れの概略図を示している。図のように、基本ユーザ入力３００の範囲は、「支援レベル選択」、「乗車環境選択」、乗り手の身長、体重等に対するユーザ設定を含むがこれらに限定されない。安定化支援レベルは、自転車１００とその乗り手のバランスを維持する際における上記システムの動作の程度に対応する。安定化支援レベルは、安定化支援の非作動から、乗り手を安定させる為のフライホイール１９２の完全作動まで変動し得る。ユーザは、電子装置区画カバー２６８上のダイヤル等の物理的な制御機構を介してや、スマートフォン等のモバイルコンピューティングデバイス上で実行されるアプリケーションを介して、所望のレベルの安定化支援を選択出来る。制御ユニット２３６は、ダイヤルと無線ネットワークアダプタとに結合された電子ユーザインターフェースを介して、ユーザ入力を受信出来る。或いは、ユーザによる、上記システムの動作に対する所望の程度についての入力の提供を可能にする為に、タッチスクリーンが設けられ得る。
【００８１】
システム測定入力３０４の範囲は、モーションデータ、つまり自転車速度、最大６軸の自転車加速度、及び車輪の向きを含むが、これらに限定されない。システム導出量即ち計算量３０８は、ぐらつき及びスキルレベルを含むが、これらに限定されない。メイン出力３１２は、フライホイール１９２の回転を駆動するフライホイール駆動装置（即ち、ギア２２０を駆動するモータ２１２）を制御するためのものであり、その他の出力は、警告灯の点灯、ラウドスピーカによる音出し、及び安全機関や警察機関等の既知の個人若しくは存在又は未知の存在への支援要請の送信を含むが、これらに限定されない。
【００８２】
次に図９を参照すると、一実施形態によるフライホイール制御システムの閉ループの特徴が示されている。このようにして、モーションデータ等のフライホイールの状態に関するデータが、分析を瞬時に行う為に、連続的に収集され、記憶される。この分析は、モーションデータが示す、前に設定された目標フライホイール速度に対する乗り手と自転車の反応の程度に基づいて、目標フライホイール速度を変更する命令が出される毎に行われる。次に、６軸の加速度計で測定されたデータについて、フライホイールが、ユーザにとって適切な安定性という観点から望ましい結果を出しているかどうかの性能評価が行われる。記録されたデータに基づいて経時的に最適化された制御を提供する能力。
【００８３】
初期評価期間の間にモーションデータを受信してから、その初期評価期間の間に受信したモーション指標と比較して、現在受信しているモーションデータを少なくとも部分的に評価することによって、目標回転速度を決定した上で、フライホイールを目標回転速度で回転させるようにフライホイール駆動装置に指示することが望ましいこともあり得る。これにより、基準値を確立することが可能になる。
【００８４】
上記データ及びその導出された結果を、集中型の遠隔設備に送信する追加のステップが示されている。これは、制御システムを組み込んだ車輪の複数のユーザ間でデータを集計し、判定を行うためである。
【００８５】
例えば、乗り手の人口統計データや、フライホイール制御システムの設定、ぐらつきの測定値等の諸因子が、複数のユーザから取得され、リモートデータベースに記憶され得る。これは、インテリジェントフライホイール制御の提供を改善する目的で知識ベースを生成するためである。そしてかかるデータを複数のユーザ間で収集、照合する能力は、フライホイールを含んだ車輪を有する自転車のためのかかるインテリジェント制御システムが無ければ不可能な利益を生み出し得る。
【００８６】
データを処理し、自転車１００を最も安定させるようにフライホイール回転速度を制御する方法を学習する為に、機械学習が使用され得る。この知識は、今後の目標フライホイール回転速度の決定に利用する為に、制御ユニット２３６に戻され得る。このようにして、より高性能のフライホイール制御のプログラミング及びアルゴリズムが提供され得る。乗り手の人口統計データや、フライホイール制御システムの設定、ぐらつき等の新規な概念の測定値、等の諸因子が、個々に、そして全ユーザや殆どのユーザ、又は一部のユーザ間における集計で、知識ベースを形成する。この知識ベースは、インテリジェントフライホイール制御の提供における改善につながり得、したがって、フライホイールを含んだ車輪を有する自転車のためのかかるインテリジェント制御システムが無ければ不可能な利益を生み出し得る。
【００８７】
制御ユニット２３６を取り外したり元に戻したり、或いは、バッテリ電力を節電したり車両の乗車特性を変更したりするのに必要ない場合に停止することが、その制御ユニットのモジュール性によって容易になる。フライホイール制御システムの、様々な信号生成入力デバイスから入力を受け入れる能力。この信号生成入力デバイスは、各条件変数を感知し中継するように特化されており、その条件変数を伝達する信号を、デジタル又はアナログ形式で出力出来、したがって、改善された制御出力の生成を可能にするインテリジェントな方法で、フライホイール１９２の速度制御を改良する為に、上記入力が使用され得る。
【００８８】
現場でフライホイール制御システムを改良する目的で、当業者に周知の方法と整合性を有する、ユーザに選択肢を提供するシステムによって、インテリジェントフライホイール制御システムをアップグレード出来、したがって改善出来る。この選択肢は、ユーザのフライホイール制御システムをアップグレードする、又はしないというもの、或いは、ユーザが一定期間、両方を試すことを可能にする選択権を選択するというものであり、上記両方を試す選択肢を用いると、ユーザは、そのニーズにどちらが最も適しているか決定／選択をするまで、制御システムのバージョンを選択的に切り替えることが可能になる。
【００８９】
上記取り付け／取り外しプロセスは、制御がファームウェアによるかソフトウェアによるかに関わらず、簡単さ、便利さ及び安全性の目的の為に、広く利用可能で新規な電気機械的及び電子的手段を任意に考案可能な形で使用して、具体化され得る。上記取り付け／取り外しプロセスでは、その取り付け／取り外しプロセスの全体にわたって、ユーザを案内する光と音の使用が想定されるが必須ではない。音声による取り付け／取り外し命令は、ラウドスピーカ２３２を介してユーザに提供される。音声ラウドスピーカ２３２はまた、ユーザ又は側にいる人の為に、例えば音楽やトーン音、励ましの言葉等の他のサウンドが再生され得るようにも使用可能である。好ましくは、ラウドスピーカ２３２は、動作が有害な湿潤状態の影響を受けないように、防水性になっている。また上述のように、ラウドスピーカ２３２は、制御ユニット２３６の一部分として提供され得る。制御ユニット２３６は、車輪１２４上の電子装置区画１７２の内側に取り付け可能であり、使用中のフライホイールの電力供給／制御のための回路、コントローラ、監視電子装置も含み得る。
【００９０】
次に図１０に移ると、人力車両の車輪に設けられるラウドスピーカを組み込んだシステムのための、制御電子装置と制御入力の概略図が示されている。サウンド及び声の録音物をローカル又はリモートのストレージから入手する為に、上記システムの複数のソースが接続し得る。これらのソースは、以下を含むがこれらに限定されない。つまり、ａ）上記システム自体のサウンド生成システム及び支援電子装置によって生成され記憶された録音物、ｂ）有線接続又は無線接続を介して他のデバイス上で入手できる録音物、ｃ）インターネット又は他のネットワーク等のネットワークを介して入手できる録音物、このネットワークは、有線接続又は無線接続を介したローカルエリアネットワークを含むがそれに限定されず、ｄ）半導体ストレージ、ディスクドライブ又は他の任意の電子メディアを含む他の任意のメディア上にある音又は声の録音物の他の任意のリポジトリ、である。
【００９１】
サウンドを発生したがって生成且つ／又は再生するための支援電子装置は、車輪及び／又は車両の傾き、移動、速度及び方向を感知出来る半導体加速度計等から、入力を受信出来、並びに／或いは、かかる入力を適当なソースから取得し、これらの入力に基づいて、ラウドスピーカを介して再生され得る、乗り手の動作を解釈したものである合成音楽トラックを生成且つ／又はメモリに記録する能力。かかる入力は、例示的な車輪の全体的電子制御システムに基づいた図８の、「システム測定入力」とラベル付けされたボックス３０４によって一般に示されている。
【００９２】
乗り手の動作を解釈したものである合成音楽トラックを生成且つ／又は記録する上記能力は、図１０及び図１１の「ローカルサウンド生成電子装置」とラベル付けされたボックス５００に、例として示されている。
【００９３】
再び図１１を参照すると、ラウドスピーカが動作するシステムに関連する追加の有利な任意選択の娯楽アイテムが示されている。こういったアイテムは、ラウドスピーカを有する車輪が取り付けられた車両上にある、サウンドの生成と併せて機能するライトアレイを含むが、これに限定されず、並びに、車両のラウドスピーカ及び支援システムによるサウンドの生成と相互作用する、車両とは別になったデバイスの関与を含むが、これに限定されず、上記相互作用は、ａ）音波、ｂ）光相互作用、ｃ）近接センシング、ｄ）無線接続又はｅ）二輪自動車と車輪ベースのサウンドシステムと追加デバイスとの間の相互作用を可能にするはずの、当技術分野で一般に見られる他の任意の方法、の内の何れかを介して行われる。
【００９４】
自転車等の人力車両の車輪にラウドスピーカを設ける目的は、如何なる目的もあり得るが、最も可能性のある目的は、話し言葉（声）や音楽、歌に相当する生成されたサウンド、或いは、録音／再生された自然に存在する音や録音／再生された人工の音の任意のサウンドによって、情報及び楽しみを提供することである。
【００９５】
ラウドスピーカ及びその電子装置は、多数のサウンド／歌／ボイストラックの使用を可能にするプロセスに関与し、且つそのプロセスにとって不可欠である。上記トラックは単一トラックであるか、又は複数の入力から多重次元的な基準に基づいて分岐されたトラックであり、それらのトラックは、製造時に組み込まれていても、かかるサウンドラウドスピーカのユーザによって、新規アイテムの選択用にオプションをサウンドシステムに組み込む一般的な方法でシステムに組み込まれてもよい。この、新規選択アイテムのオプションの組み込みは、制限なく何度も行われると想定される。
【００９６】
上記オプション組み込みプロセスは、簡単さ、便利さ及びアクセスの目的の為に、広く利用可能で新規な機構を任意に考案可能な形で使用して、具体化され得る。上記アクセスは、かかるオプションを含んだサーバへのアクセス、及び一般的にはインターネットへのアクセスを含むがこれらに限定されない。上記取り付け／取り外しプロセスは、具体的には有線接続の使用、並びにスマートフォン、コンピュータ、コンピュータネットワーク及びインターネットへの無線接続の使用を想定しているがこれらに限定されない。
【００９７】
上記オプション組み込みプロセスは、制御がファームウェアによるかソフトウェアによるかに関わらず、簡単さ、便利さ及びアクセスの目的の為に、広く利用可能で新規な電子的方法を任意に考案可能な形で使用して、具体化され得る。上記オプション組み込みプロセスでは、そのオプション組み込みプロセスの全体にわたって、ユーザを案内する光（例えば図７のライト２７８）及び音の使用が想定されるが必須ではなく、このオプション組み込みプロセスは、正常に済んだことを示す一連の点滅ライトを伴う「ダウンロードの開始」及び「ダウンロードの完了」を含むがこれらに限定されない。
【００９８】
ラウドスピーカ２３２は、車輪１２４から取り外され得る。これは、例えば、ラウドスピーカ２３２が配置されずに車輪１２４及び／又は自転車１００が販売され、その後ラウドスピーカ２３２が他の構成部品と共に追加機器として販売され得る場合に、有利であり得る。
【００９９】
上記サウンドシステムを使用するためにオプションを再生する目的で、かかる起動は、ボタンスイッチの使用、又はプログラム可能なボタンスイッチの使用、又はハンドヘルド・リモコンの使用、又はハンドルバーに取り付けられた有線又は無線制御機構の使用、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ  ＳＭＡＲＴ（登録商標）無線システムを利用するデバイスの使用によって、直接的に行われ得る。
【０１００】
更に、音声信号生成器２３４は、音や、検出された移動パターン、乗り手を称えるための速度、乗り手に警告するための最大速度等によって起動され得る。
【０１０１】
追加のオプションを提供する目的で、サウンドラウドスピーカ及びそのシステムは、ユーザの為に追加の再生用オプションを入手する為に、直接的又は間接的に他のシステムに接続し得る。
【０１０２】
上記車輪及び上記支持カバーは、フライホイールの各側面を支持し、少なくとも部分的に覆うことが略可能な、任意の適当なサイズ、形状、設計及び寸法を有し得ることが当業者なら分かるであろう。車輪及び支持カバーの形状、サイズ又は設計。
【０１０３】
上記支持カバーの形状及び寸法は、変更され得る。大部分の実施形態では、支持カバーは、フライホイール区画にフライホイールが妨げられずに回転するのに十分な空間を保って、第１のリム支持部材にその周縁部に近接して固定されることが望ましい。例えば、支持カバーは、諸多角形、ヒトデ形等の内の任意の１つにし得る。
【０１０４】
幾つかの実施形態では、支持カバー及び第１のリム支持部材は、フライホイールの回転を示す為に部分的に開口している。フライホイールは、支持カバー及び第１のリム支持部材の開口（１つ又は複数）を通して観察したときに面白くなるように装飾され得る。
【０１０５】
当然ながら、ラウドスピーカ及び他の構成部品の位置は、車輪の内側で変更され得る。更に、幾つかの実施形態では、例えば車両の乗り手にステレオサウンドを提供する為に、２つ以上のラウドスピーカが車輪の両側に配置され得る。
【０１０６】
第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材のサイズ、形状、寸法又は設計は、変更され得る。例えば、第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材は、放物面、円錐台形、又は他の任意の適当な形状であり得る。
【０１０７】
上述の実施形態では、リム部分は、第１のリム支持部材の一部分を形成しているが、他の実施形態では、リム部分は、第２のリム支持部材の一部分を形成してもよく、或いは別々に設けられてもよく、或いは第１のリム支持部材及び第２のリム支持部材の要素によって形成されてもよい。
【０１０８】
保持機構（１つ又は複数）（例えば上述の実施形態における保持壁）は、第１のリム支持部材が中に嵌った第２のリム支持部材によって提供され得る。この場合、リム部分を第２のリム支持部材から延ばすことが好ましくなり得る。更に、他の実施形態における保持機構（１つ又は複数）は、ポスト等の他の突出機構、又は対向するリム支持部材が少なくとも径方向に拘束されるのに適した他の任意の機構にし得る。
【０１０９】
同様に、フライホイールも、歳差運動をもたらすように少なくとも１つの中心軸に対して略対称的な、任意の形状、サイズ又は設計を有し得る。
【０１１０】
また、車輪の対称性、具体的には車軸の対称性に対するフライホイールの位置。つまり、フライホイールは、車輪が動いているときに歳差運動による作用をやはりもたらす限りは、車輪の回転軸と同軸にも、非同軸にも配置可能であり得る。
【０１１１】
フライホイール駆動モータ、電源、及び他の電気構成部品の位置は、上述の実施形態では別個の区画の内側にあるが、他の実施形態では、これらの構成部品の内の１つ又は複数がフライホイールと同じ区画内に配置され得ることが理解されよう。更に他の実施形態では、別個の電子装置区画が省かれ得る。
【０１１２】
本発明の別の実施形態では、上記固定具は、それが簡単に外される、したがって意図せずに又は偶発的に外されることを防止する為に、１つ又は複数のキュリティ機構を含み得る。かかるキュリティ機構は、固定具の形状、サイズ、設計及び／又はパターンを含み得、この固定具には、独特の形状のヘッドやスロット、くぼみ等の特殊なセキュリティ係合を有するボルト、或いはロックを解除しなければ固定具を外せないようになっている１つ又は複数のロック機構等がある。かかるロック機構は、物理的なもの、電子式のもの、又はその両方であり得、固定具のロック解除又はロック解除準備を示す１つ又は複数の警報器、及び／又は１つ又は複数の安全プラグ差込みを含み得る。
【０１１３】
具体的には、任意のかかるロック機構は、フライホイールの取り外し前における、安全な形でのケーシングの部品（即ち車輪及び支持カバー）の分離を可能にする為に、適切に入力する必要がある電子コードを含むことが好ましい。かかるロック機構は、上記車輪上に位置する１つ又は複数のデバイスによって、或いは上記ロック機構への有線又は無線接続を介して、作動され得る。
【０１１４】
フライホイールの取り付けの向きは、マーク、受座及びノッチからなるシステムによって明確になる。上記質量体は、車輪に固定され、したがってその車輪と共に回転し得る、或いは、自転車の車輪とは独立して回転することを可能にする組立体に取り付けられ得る。
【０１１５】
フライホイールの向きが何らかの恩恵をもたらす場合、この質量体を方向付ける目的で、任意の数又は形状を有する受座、マーク及び任意選択でノッチからなるシステムが、フライホイールを方向付けるように実装され得る。
【０１１６】
上記可動質量体の取り外しプロセスを、専用工具の利用可能性に依存させる目的で、この取り外しプロセスは、独自のすり割りを有するねじ等、専用工具を必要とするタイプの固定具を利用し得る。このようにして、上記車輪の内側にあるフライホイールへの権限の無いアクセスが抑制される。
【０１１７】
上記取り付け／取り外しプロセスは、そのプロセスを支援する追加の能力を提供する目的で、電気機械式のデバイスを伴い得る。このデバイスは、取り付け／取り外しプロセスが進行中の状態で、通常の操作が不可能になるように（例えば、取り付け／取り外しプロセス中はフライホイールの回転を起動出来ない）上記車輪の動作を変化させるソレノイドアクチュエータ及び／又は電子装置等である。
【０１１８】
幾つかの実施形態では、フライホイールの回転速度を、センサを介して取り込まれたモーションデータだけに応答して調整することが望ましいこともあり得る。このようにすると、上記車輪の使用がより簡略になり得る。
【０１１９】
フライホイールは、上述の実施形態では車輪の車軸と同軸に取り付けられるが、車軸に対して軸がずれた位置に取り付けられ得ることが理解されよう。何れの場合も、フライホイールは、乗り手による車輪のハンドル操作に影響を及ぼすようにジャイロ効果を作り出すその能力を維持する。
【０１２０】
上述した例示の実施形態では、上述の機構を有する車輪は人力自転車に配置されるが、かかる車輪は、例えば三輪車や電気駆動式自転車等の、他のタイプの人力車両に配置され得る。
【０１２１】
当業者であれば、更に多くの代替の実装形態及び変更形態が可能であり、上記の実施例は１つ又は複数の実装形態の例示にすぎないことを理解するであろう。したがって本発明の範囲は、本明細書に添付の特許請求の範囲のみによって限定されるべきである。
【符号の説明】
【０１２２】
１００  自転車
１０４  自転車フレーム
１０８  ヘッドチューブ
１１２  フロントフォーク組立体
１１６  ステアリング組立体
１２０  ハンドルバー
１２４  前輪
１２６  フォーク端
１２８  後輪組立体
１３２  チェーン
１３６  ペダルクランク組立体
１４０  シート
１４４  車軸
１４８  第１のリム支持部材
１５０  ハブ部分
１５２  リム部分
１５６  タイヤ
１６０  内側チューブ
１６８  フライホイール区画
１７２  電子装置区画
１７６  内側第１リム支持部材部分
１８０  外側第１リム支持部材部分
１８４  リブ
１８８  リブ
１９０  ベアリング
１９２  フライホイール
１９６  ハブ部分
２００  ベアリング
２０４  クリップ
２０８  環状突出部
２１２  電気モータ
２１６  モータマウント
２２０  駆動シャフト
２２４  フライホイール係合ギア
２２８  バッテリ
２３２  ラウドスピーカ
２３４  音声信号生成器
２３６  制御ユニット
２３８  制御スイッチ
２４４  第２のリム支持部材
２４５  ハブ部分
２４６  ベアリング
２４７  円形周縁リップ
２４８  保持壁
２４９  ナット
２５２  ねじ
２５６  周縁貫通孔
２６０  観察開口
２６４  挿入体
２６８  電子装置区画カバー
２７２  ナット、ボタン
２７４  選択ボタン
２７６  音量コントロールボタン
３００  基本ユーザ入力
３０４  システム測定入力
３０８  システム導出量
３１２  メインの出力
５００  ローカルサウンド生成電子装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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